1、LNG.)、的液化天然氣LNG基礎知識一、LNG基本參數天然氣在常壓下，當冷卻至約-162C時，則由氣態變成液態，稱為液化天然氣（英文LiquefiedNaturalGas,簡稱LNG）。天然氣是一種混和物，其組分隨氣田不同而異，主要成分有甲烷、氮及C2C5的飽和烷烴，另外還含有微量的氦、二氧化碳及硫化氫等，通過制冷液化后，LNG就成為含甲烷（96%以上）和乙烷（4%）及少量C3C5烷烴的低溫液體LNG是由天然氣轉變的另一種能源形式。二、LNG的物化性質1）LNG的主要成份為甲烷，化學名稱為CH4，還有少量的乙烷C2H6、丙烷C3H8以及氮N2等其他成份組成。2）臨界溫度為-82.3C，臨界壓

2、力為45.8kg/cm3。3）沸點為-162.5C，熔點為-182C，著火點為650C。4）液態密度為0.430T/m3，氣態密度為0.688kg/Nm3。5）氣態熱值9100Kcal/m3，液態熱值12000Kcal/kg。6）爆炸范圍：上限為15%，下限為5%。7）華白指數（W）44.94MJ/Nm3。8）燃燒勢（CP）45.18。9）辛烷值ASTM：130（研究法）。10）無色、無味、無毒且無腐蝕性。LNG3.打造中國最權威、最專業的液化天然氣行業技術LNG3.打造中國最權威、最專業的液化天然氣行業技術LNG123m中、的液化天然氣行11）體積約為同量氣態天然氣體積的1/625。三、LN

3、G的六大優點1）LNG體積比同質量的天然氣小625倍，所以可用汽車輪船很方便地將LNG運到沒有天然氣的地方使用。2）LNG儲存效率高，占地少。投資省，10m3LNG儲存量就可供1萬戶居民1天的生活用氣。3）LNG作為優質的車用燃料，與汽油相比，它具有辛烷值高、抗爆性能好、發動機壽命長。燃料費用低。環保性能好等優點。它可將汽油汽車尾氣中HC減少72%,N0 x減少39%,CO減少90%,S0 x、Pb降為零。4）LNG汽化潛熱高，液化過程中的冷量可回收利用。5）由于LNG汽化后密度很低，只有空氣的一半左右，稍有泄漏立即飛散開來，不致引起爆炸。6）由于LNG組分較純，燃燒完全，燃燒后生成二氧化碳和

4、水，所以它是很好的清潔燃料，有利于保護環境，減少城市污染。四、LNG的主要用途1）作為清潔燃料汽化后供城市居民使用，具有安全、方便、快捷、污染小的特點。2）作代用汽車燃料使用。采用LNG作為汽車發動機燃料，發動機僅需作適當變動，運行不僅安全可靠，而且噪聲低污染小，特別是在排放法規日益嚴格的今天，以LNG作為燃料的汽車，排氣明顯改善。據資料報道：與壓縮天然氣（CNG）比較，在相同的行程和運行時間條件下，對于中型和中重型車輛而言，LNG汽車燃料成本要低20%，重量要輕2/3，同時，供燃系統裝置的成本也至少低2/3。可以證明，將天然氣液化并以液態儲運是促使它在運輸燃料中應用的最經濟有效的方法。3）作

5、為冷源用于生產速冷食品，以及塑料，橡膠的低溫粉碎等，也可用于海水淡化和電纜冷卻等。4）作為工業氣體燃料，用于玻殼廠，工藝玻璃廠等。五、LNG的生產、運輸、儲存LNG的生產工藝一般分以下三種：一是階式混和制冷工藝，二是混和階式制冷工藝，三是壓縮、膨脹制冷工藝LNG工廠主要設備有壓縮機、膨脹機、換熱器、分離器、低溫儲罐、低溫泵、低溫槽車等。LNG的運輸方式主要有輪船、火車。汽車槽車等方式。在500800公里經濟運輸半徑范圍內，采用汽車槽車運輸LNG是比較理想的方式。槽車罐體采用雙壁真空粉未絕熱，配有操作閥安全系統及輸液軟管等。國內低溫液體槽車的制造技術比較成熟，槽車使用安全。LNG產品采用深冷液體

6、儲罐儲存，液體儲罐為雙壁真空粉未絕熱，LNG的日蒸發率可控制在0.46%之內，儲存周期為4天。六、LNG氣化站的工藝流程概述LNG由槽車運至氣化站，利用LNG卸車增壓器使槽車內壓力增高，將槽車內LNG送至LNG低溫儲罐內儲存。當從LNG儲罐外排時，先通過儲罐的自增壓系統,使儲罐壓力升高，然后打開儲罐液相出口閥，通過壓力差將儲罐內的LNG送至氣化器后，經調壓、計量、加臭等工序送入市政燃氣管網。當室外環境溫度較低，空溫式氣化器出口的天然氣溫度低于5C時，需在空溫式氣化器出口串聯水浴式加熱器，對氣化后的天然氣進行加熱。七、LNG的儲存LNG)中國最權威、最專業的液化天然氣行LNG)中國最權威、最專業

7、的液化天然氣行LNG)造中、業的液化天然氣行業儲罐容積的確定儲罐的總容積通常按37d高峰月平均日用氣量來確定，還應考慮長期供氣氣源廠的數量、檢修時間、運輸周期及用戶用氣波動等因素，工業用氣量要根據用氣設備性質及生產的具體要求確定。若只有一個氣源廠，則儲罐的總容積應考慮在氣源廠檢修期間能保證正常供氣。LNG的儲存方式儲罐是LNG氣化站的主要設備，直接影響氣化站的正常生產，也占有較大的造價比例。按結構形式可分為地下儲罐、地上金屬儲罐和金屬預應力混凝土儲罐。對于LNG儲罐，現有真空粉末絕熱型儲罐、正壓堆積絕熱型儲罐和高真空層絕熱型儲罐，中、小型氣化站一般選用真空粉末絕熱型低溫儲罐。儲罐分內、外兩層，

8、夾層填充珠光砂并抽真空，減小外界熱量傳入，保證罐內LNG日氣化率低于0.3%。八、LNG的氣化氣化裝置是氣化站向外界供氣的主要裝置，設計中我們通常采用空溫式氣化器，其氣化能力宜為用氣城鎮高峰小時計算流量的1.31.5倍，不少于2臺，并且應有1臺備用。當環境溫度較低時，空溫式氣化器出口天然氣溫度低于5C時，應將出口天然氣進行二次加熱，以保證整個供氣的正常運行。一般天然氣加熱器采用水浴式加熱器。九、BOG與EAG（安全放散氣體）的處理BOG主要來源于LNG槽車回氣和儲罐每天0.3%的自然氣化。現在常用的槽車容積為40m3，回收BOG的時間按照30min計算，卸完LNG的槽車內氣相壓力約為0.55M

9、Pa，根據末端天然氣壓力的不同，回收BOG后槽車內的壓力也不同，一般可以按照0.2MPa計算。回收槽車回氣需要BOG加熱器流量為280m3/h,加LNG儲罐的自然蒸發量，則可計算出BOG加熱器流量LNG的儲存溫度為-163C，即BOG的溫度約為-163C，為保證設備的安全，要將BOG加熱到15C。根據流量和溫度可以確定BOG加熱器的規格。回收的BOG經過調壓、計量、加臭后可以直接進入管網，如果用戶用氣非連續則需要設置BOG儲罐進行儲存。EAG主要是在設備或管道超壓時排放。當LNG氣化為氣體天然氣時，天然氣比常溫空氣輕時的臨界溫度為T10C。為防止EAG在放散時聚集，則需將EAG加熱至高于T10

10、C后放散。容積為100m3的LNG儲罐選擇500m3/h的EAG加熱器，最大量放散時出口溫度不會低于T5C。十、LNG氣化站的主要工藝設備簡介LNG儲罐LNG儲罐結構形式LNG儲罐按結構形式可分為地下儲罐、地上金屬儲罐和金屬/預應力混凝土儲罐3類。地上LNG儲罐又分為金屬子母儲罐和金屬單罐2種。金屬子母儲罐是由3只以上子罐并列組裝在一個大型母罐(即外罐)之中，子罐通常為立式圓筒形，母罐為立式平底拱蓋圓筒形。子母罐多用于天然氣液化工廠。城市LNG氣化站的儲罐通常采用立式雙層金屬單罐，其內部結構類似于直立的暖瓶，內罐支撐于外罐上，內外罐之間是真空粉末絕熱層。儲罐容積有50m3和100m3,多采用1

11、00m3儲罐。對于100m3立式儲罐，其內罐內徑為3000mm，外罐內徑為3200mm，罐體加支座總高度為17100mm，儲罐幾何容積為105.28m3。設計壓力與計算壓力的確定目前絕大部分100m3立式LNG儲罐的最高工作壓力為O.8MPa。按照GB150鋼制壓力容器的規定，當儲罐的最高工作壓力為0.8MPa時，可取設計壓力為0.84MPa。儲罐的充裝系數為0.95,內罐充裝LNG后的液柱凈壓力為0.062MPa，內外罐之間絕對壓力為5Pa，則內罐的計算壓力為1.01MPa。LNG.)造中國、的液化天然氣行LNG.)造中國、的液化天然氣行LNG（.ln123.m）中國、的液氣行外罐的主要作用

12、是以吊掛式或支撐式固定內罐與絕熱材料，同時與內罐形成高真空絕熱層。作用在外罐上的荷載主要為內罐和介質的重力荷載以及絕熱層的真空負壓。所以外罐為外壓容器，設計壓力為-0.1MPa。LNG儲罐的選材正常操作時LNG儲罐的工作溫度為-162.3C,第一次投用前要用-196C的液氮對儲罐進行預冷,則儲罐的設計溫度為-196C。內罐既要承受介質的工作壓力，又要承受LNG的低溫，要求內罐材料必須具有良好的低溫綜合機械性能，尤其要具有良好的低溫韌性，因此內罐材料采用0Crl8Ni9，相當于ASME（美國機械工程師協會）標準的304。根據內罐的計算壓力和所選材料，內罐的計算厚度和設計厚度分別為11.1mm和1

13、2.0mm。作為常溫外壓容器，外罐材料選用低合金容器鋼16MnR，其設計厚度為10.0mm。LNG儲罐接管設計開設在儲罐內罐上的接管口有：上進液口、下進液口、出液口、氣相口、測滿口、上液位計口、下液位計口、工藝人孔8個接管口。內罐上的接管材質都為0Crl8Ni9。為便于定期測量真空度和抽真空，在外罐下封頭上開設有抽真空口（抽完真空后該管口被封閉）。為防止真空失效和內罐介質漏入外罐，在外罐上封頭設置防爆裝置。LNG儲罐液位測量裝置設計為防止儲罐內LNG充裝過量或運行中罐內LNG太少危及儲罐和工藝系統安全，在儲罐上分別設置測滿口與差壓式液位計兩套獨立液位測量裝置，其靈敏度與可靠性對LNG儲罐的安全

14、至關重要。在向儲罐充裝LNG時，通過差壓式液位計所顯示的靜壓力讀數，可從靜壓力與充裝質量對照表上直觀方便地讀出罐內LNG的液面高度、體積和質量。當達到充裝上限時，LNG液體會從測滿口溢出，提醒操作人員手動切斷進料。儲罐自控系統還設有高限報警（充裝量為罐容的85%）、緊急切斷（充裝量為罐容的95%）、低限報警（剩余LNG量為罐容的10%）。LNG儲罐絕熱層設計LNG儲罐的絕熱層有以下3種形式：高真空多層纏繞式絕熱層。多用于LNG槽車和罐式集裝箱車；正壓堆積絕熱層。這種絕熱方式是將絕熱材料堆積在內外罐之間的夾層中，夾層通氮氣，通常絕熱層較厚。廣泛應用于大中型LNG儲罐和儲槽，例如立式金屬LNG子母

15、儲罐；真空粉末絕熱層。常用的單罐公稱容積為100m3。和50m3。的圓筒形雙金屬LNG儲罐通常采用這種絕熱方式。在LNG儲罐內外罐之間的夾層中填充粉末（珠光砂），然后將該夾層抽成高真空。通常用蒸發率來衡量儲罐的絕熱性能。目前國產LNG儲罐的日靜態蒸發率體積分數WO.3%。（2）BOG緩沖罐對于調峰型LNG氣化站，為了回收非調峰期接卸槽車的余氣和儲罐中的BOG（BoilOffGas，蒸發氣體），或對于天然氣混氣站為了均勻混氣，常在BOG加熱器的出口增設BOG緩沖罐，其容量按回收槽車余氣量設置。（3）儲罐增壓氣化器按100m3的LNG儲罐裝滿90m3的LNG后，在30min內將10m3。氣相空間的

16、壓力由卸車狀態的0.4MPa升壓至工作狀態的0.6MPa進行計算。據計算結果，每臺儲罐選用1臺氣化量為200m3/h的空溫式氣化器為儲罐增壓，LNG進增壓氣化器的溫度為-162.3C，氣態天然氣出增壓氣化器的溫度為-145C。設計多采用l臺LNG儲罐帶1臺增壓氣化器。也可多臺儲罐共用1臺或1組氣化器增壓，通過閥門切換，可簡化流程，減少設備，降低造價。LNG)中國最權威、最專業的液化天然氣行LNG)最最專業的液化天然氣行卸車增壓氣化器由于LNG集裝箱罐車上不配備增壓裝置，因此站內設置氣化量為300m3/h的卸車增壓氣化器，將罐車壓力增至0.6MPaLNG進氣化器溫度為-162.3C,氣態天然氣出

17、氣化器溫度為-145C。B0G加熱器由于站內BOG發生量最大的是回收槽車卸車后的氣相天然氣，故BOG空溫式加熱器的設計能力按此進行計算，回收槽車卸車后的氣相天然氣的時間按30min計。以1臺40m。的槽車壓力從0.6MPa降至0.3MPa為例，計算出所需BOG空溫式氣化器的能力為240ma/h。一般根據氣化站可同時接卸槽車的數量選用BOG空溫式加熱器。通常BOG加熱器的加熱能力為5001000m3/h。在冬季使用水浴式天然氣加熱器時，將BOG用作熱水鍋爐的燃料，其余季節送入城市輸配管網。空溫式氣化器空溫式氣化器是LNG氣化站向城市供氣的主要氣化設施。氣化器的氣化能力按高峰小時用氣量確定，并留有

18、一定的余量，通常按高峰小時用氣量的1.31.5倍確定。單臺氣化器的氣化能力按2000m3/h計算，24臺為一組，設計上配置23組，相互切換使用。水浴式天然氣加熱器當環境溫度較低，空溫式氣化器出口氣態天然氣溫度低于5C時，在空溫式氣化器后串聯水浴式天然氣加熱器，對氣化后的天然氣進行加熱。加熱器的加熱能力按高峰小時用氣量的1.31.5倍確定。安全放散氣體(EAG)加熱器LNG是以甲烷為主的液態混合物，常壓下的沸點溫度為-161.5C，常壓下儲存溫度為T62.3cC，密度約430km。當LNG氣化為氣態天然氣時，其臨界浮力溫度為-107C。當氣態天然氣溫度高于T07C時，氣態天然氣比空氣輕，將從泄漏

19、處上升飄走。當氣態天然氣溫度低于T07C時，氣態天然氣比空氣重，低溫氣態天然氣會向下積聚，與空氣形成可燃性爆炸物。為了防止安全閥放空的低溫氣態天然氣向下積聚形成爆炸性混合物，設置1臺空溫式安全放散氣體加熱器，放散氣體先通過該加熱器加熱，使其密度小于空氣，然后再引入高空放散。EAG空溫式加熱器設備能力按100m3儲罐的最大安全放散量進行計算。經計算，100m3。儲罐的安全放散量為500m3/h，設計中選擇氣化量為500m3/h的空溫式加熱器1臺。進加熱器氣體溫度取-145C，出加熱器氣體溫度取-15C。對于南方不設EAG加熱裝置的LNG氣化站，為了防止安全閥起跳后放出的低溫LNG氣液混合物冷灼傷操作人員，應將單個安全閥放散管和儲罐放散管接入集中放散總管放散。（9）調壓、計量與加臭裝置根據LNG氣化站的規模選擇調壓裝置。通常設置2路調壓裝置，調壓器選用帶指揮器、超壓切斷的自力式調壓器。計量采用渦輪流量計。加臭劑采用四氫噻吩，加臭以隔膜式計量泵為動力根據流量信號將加臭劑注入燃氣管道中。十一、LNG氣化站的閥門與管材管件選型設計（1）閥門選型設計工藝系統閥門應滿足輸送LNG的壓力和流量要求，同時必須具備耐-196C的低溫性能。常用的LNG閥門主要有增壓調節閥、減